結霜工況下翅片管換熱器傳熱傳質的數值模擬.pdf

1、翅片管換熱器質輕、結構緊湊、價格便宜，在各種工業(yè)領域有廣泛應用，對其傳熱傳質的綜合了解是很重要的，因為它將有助于我們優(yōu)化制冷空調領域翅片管換熱器的設計。水蒸汽在翅片管換熱器壁面上結霜現(xiàn)象是制冷各種領域普遍存在的現(xiàn)象。當換熱器外表面溫度降至冰點以下，濕空氣流過換熱器的外表面，就會在在換熱器的外表面結霜。水蒸氣結霜并且凝結在換熱器的外表面，霜不僅起到了外部濕空氣和換熱器表面的熱阻的效果，還使空氣流道變窄，導致壓降增加，嚴重惡化了換熱器的運行

2、。霜的厚度隨之時間的增長越來越厚。為合理確定融霜周期,必須對其結霜特性作深入的了解本文截取翅片管換熱器的一個微小單元進行研究，通過研究微笑單元的各種參數的分布狀況，來得到整個翅片管換熱器的運行工況。本文對翅片管換熱器結霜的傳熱傳質過程的連續(xù)方程、動量方程、能量方程以及模型網格更新所依據的方程進行了物理描述和數學描述，翅片管結霜是一個瞬變問題,為了計算方便,將其簡化為準穩(wěn)態(tài)過程,即在時間步長內,認為該過程是穩(wěn)定的,然后把所得的霜層厚度以及

3、霜層的表面溫度作為下一時間步長內傳熱傳質的邊界條件。根據計算流體力學原理，運用“表面反應”來模擬水蒸氣在冷壁面凝結傳熱、傳質過程，創(chuàng)造性的運用了動態(tài)網格的這一先進技術來模擬霜層增長和對空氣壓降的影響，建立了結霜工況平翅片管換熱器空氣側三維傳熱、傳質的簡化模型，模型計算結果包括霜層溫度、進出口壓降以及出口含濕量等重要參數。 本文還實驗研究了2排平翅片管換熱器結霜工況下，換熱器表面結霜對翅片管換熱器傳熱傳質和壓降的影響，隨著霜層的增

4、長，壓降逐步增大，出口溫度和含濕量變化平緩。在實驗研究的基礎上，得到了濕空氣的壓力分布和含濕量分布。將模擬所得結果與實驗數據進行了對比，結果表明，模擬結果與實驗數據變化趨勢相同，模擬結果與實驗數據吻合較好。 本文所建立的翅片管換熱器結霜模型得到了一個很好的模擬結果，此模型為國內翅片管換熱器結霜模擬和其他設備、部件的結霜模擬介紹了一個全新的方法，為同類的結霜模型搭建了一個良好的平臺。模型加深了我們對翅片管換熱器干工況、結露工況和結